國內外警用搜索燈具的發展現狀與技術分析*

陳明文 樊鈺鋒 彭振堅 李瑞玲 宋革

1．鄭州歐麗電子（集團）股份有限公司 2．鄭州通信設備有限公司3．國家燈具質量監督檢驗中心（中山） 4．公安部第一研究所

一、引言

搜索燈（英文：Searchlight，德文：Suchscheinwerfer），又叫探照燈，是一種具備大功率光源和特定配光部件的照明裝置，能夠滿足遠距離搜索時的照明需要。在軍事應用領域，搜索燈經常作為夜戰中的照明工具，或干擾敵方視覺的戰術手段。

光電和材料技術的綜合發展帶來搜索燈總體性能的大幅提高，其應用拓展至警用領域，功能和用途得到迅速發展。但在我國，警用搜索燈在研發、制造、檢驗、采購及質量監督等環節仍然沒有完整的技術依據，其發展受到一定程度的制約。

本文闡述了警用搜索燈具的現狀、技術性能和發展趨勢，并對幾種典型警用搜索燈具光電特性進行了測試和評價。

二、警用搜索燈簡介

（一）警用搜索燈的分類

1．按結構形式分

按結構形式，警用搜索燈可分為普通型搜索燈、鏡面型搜索燈和透鏡型搜索燈。普通型搜索燈由簡單安裝在機殼中的光源（一般是鹵鎢燈）和球面鏡組成；鏡面型搜索燈主要由光源、曲面鏡、透鏡和調節裝置組成，曲面鏡前的光源與透鏡之間的光斑焦點位置可調；透鏡型搜索燈主要由光源、球面鏡、透鏡和調節裝置組成，光源置于球面鏡前，光源前放置透鏡（內平外凸），所以又稱為凸透鏡型搜索燈。

2．按光源類型分

按光源類型，警用搜索燈可分為鹵鎢燈、超高壓汞燈、金屬鹵化物燈、超高壓的HID燈和LED燈等。

3．按使用方式分

按使用方式，警用搜索燈可分為手提式、背帶式、車載遙控式、固定式等。

（二）警用搜索燈的主要應用

搜索燈在警用領域的應用場合非常廣泛，除野外搜尋、現場勘察、消防指揮、邊防巡視等照明應用外，還可作為戰術手段使用。

1．作為戰術燈，防暴致眩

作為戰術燈使用的搜索燈光照度非常高，對被照射人的眼睛有強烈的視覺抑制作用。在光線不足的陰暗地區對抗時，近距離直射對方眼睛會使其產生短暫的失明，且最少90秒后才能恢復大概70%的視力。因此，搜索燈可以在黑夜環境、遂道、洞穴或建筑物內對罪犯進行有效抓捕，避免不必要的犧牲，提高警察執行搜索任務的效率。另外，強光搜索燈也可作為非致命性武器在防暴任務中使用。

2．紅外偵察

搜索燈可與紅外夜視儀一起使用，組成主動紅外夜視系統。該系統借助搜索燈主動發出的紅外光線對目標進行輻射照射，從而進行夜間隱蔽偵察、瞄準和照相。

3．調查取證

為執行任務人員的夜間觀察、搜索、攝像、錄像等提供必要的照明條件。

4．搜救監測

搜索燈可廣泛應用于夜間的陸地救援、海面搜救、邊境稽毒、邊境和海岸線監測以及輸電線路和建筑事故的檢測。

5．信號指示

利用光波的長短、顏色及強弱光閃爍，可以組成不同意義的戰術信號和求救信號。戰術搜索燈在應對不斷蔓延的恐怖活動、軍事作戰、烈性犯罪等特種作戰的過程中也扮演著極其重要的角色。

6．攻擊作用

具有攻擊作用的警用搜索燈前端一般采用航空鋁合金材質，帶有六瓣形攻擊性棘槽，可起到攻擊致痛的作用。

三、國內外警用搜索燈的現狀

（一）我國警用搜索燈現狀

我國對警用搜索燈的應用研究和技術跟蹤起步較晚，相應產品的技術規范建立、行業發展現狀也與歐美國家存在一定的差距。國內現有生產廠家超過1000家，燈具品種繁多，但缺乏統一的生產技術標準，采購和使用也缺乏完整的技術依據。

（二）國外警用搜索燈現狀

美國、英國、法國、德國、日本等發達國家對警用搜索燈的研究起步較早，相繼研制開發了適用于多種場合的警用搜索燈，制訂了相應產品的技術標準。美國警用搜索燈研究較為成熟的品牌主要有Surefire、Pelican、Inova、Streamlight、Maglite、Princeton、Zebralight等，德國有Led lenser、Osram、Britelite等，日本有三菱、松下、Gentos等。

發達國家的光電燈具制造水平有較為雄厚的生產工藝基礎，警用照明燈具結構精密、防水耐用、發熱量小、安全可靠，特制外殼材料能確保產品耐受強力碰撞和沖擊。國外有一些特殊類型警用燈具甚至達到了防護等級的最高級IP68。對于要求防爆等級的產品，則在原設計基礎上增加隔爆設計，更有利于燈具在特種環境里的安全使用。

近年來，LED光源進入照明領域，超高亮度白光LED 因其光效高、無污染、體積小、可隨意組合、易開發等特點，且易于實現電子控制智能化，已成為國外警用搜索燈的主要光源之一。

四、我國常用警用搜索燈的測試與技術分析

警用搜索燈需具有便攜、高效、可戰術運用及高可靠性等特點，故在其使用環境、結構形式、電源類型、光源種類、光效參數、安全性能、附件配置、可靠性等方面應具有一定的特殊性。

（一）光電特性指標測試

本測試通過抽取市場上常見的11款典型警用搜索燈具（樣品外觀見圖1、圖2）進行光電特性測試，分析我國使用的警用搜索燈具現狀和存在的主要問題。樣品生產廠家涵蓋美國、中國、中國臺灣地區，燈具光源包括常用LED和HID。樣品測試的主要參數匯總在此省略。

（二）主要技術指標測試評價

1．色度評價

（1）顯色性指數和特殊顯色指數R9

國際照明委員會CIE把太陽的顯色指數定為100，各類光源的顯色指數各不相同，如高壓鈉燈的顯色指數為Ra=23，熒光燈管顯色指數Ra=60～90。顯色指數越接近100，顯色性就越好。為正確表現物質本來的顏色，需使用顯色指數（Ra）高的光源，對于取證照明等特殊場合，R9（紅色）顯色指數尤為重要。

一般來說，探照燈的初始顯色指數Ra≥80，特殊顯色指數R9＞0，表1列出了顯色指數的測試數據。

從表1實測數據可以看出，只有10號燈具該項指標理想，其余全部顯色指數Ra偏低、R9為負數。主要原因是其光源以氣體放電燈及LED為主，而這兩類光源的顯色指數表現能力因材料、工藝的差別可能產生極大的性能差異。

（2）色品坐標

設定燈具的色品坐標在CIE1931色度圖上必須符合以下范圍：0.200≤x≤0.600，-2.3172x2+2.3653x0.2800≤y≤-2.3172x2+2.3653x-0.1000。測色品坐標數據見表2。

從表2實測數據可以看出，測試的燈具色品坐標x、y均在標準取值范圍內。

2．光束角和中心光強的評價

（1）光束角

參考有關探照燈具標準，設定光束角在3°～8°之間。

從表3數據可以看出，所測燈具的光束角均在參考評價標準范圍內。其中5號燈具的光束角為1.6°，該燈具照射距離在所測樣品燈具中是最遠的，實測時在黑暗中照射500米處仍然可以清晰辨認五號字體。

（2）中心光強

借助船用和強光手電的標準，表4以燈具最低中心光強值28125cd為預訂數值，列出所測燈具的中心光強和偏差數值。需要說明的是，該光強值假設空氣透射率為0.8的時候，在300米處得到0.25lx的照度，0.25lx約等于晴朗的滿月夜晚地面獲得的照度值。船用為2000000cd，但不是可充電式的；單警強光手電為3000cd，一般20W以上的LED反射型燈可以達到該光強值。

中心光強測試的分析如圖3所示。從圖3可以看出，實際測量的中心光強普遍比標準限值28125cd低，測試的11款燈具中只有3款的中心光強大于標準限值，其中5號和8號燈具遠高于標準限值。對比樣品后發現，中心光強較高的燈具其光源均為HID，而幾款低于標準限值的燈具光源均為LED，出現這種情況的原因主要是HID光源的功率相對LED光源要高得多，兩者光通量差距較大。

3．安全及外觀標記評價

（1）安全

警用搜索燈具的安全要求一方面應滿足特殊場合使用的需要，比如在防爆、防水、防塵等方面有一定要求。安全還涉及電氣性能、電氣強度、爬電距離和電氣間隙、耐久性和耐熱性、耐燃燒、不漏電等。其中不合格率較高的項目為防爆、防水、電源連接、絕緣電阻和電氣強度、耐熱燃燒。

在測試中，部分LED搜索燈具在潮濕環境（溫度 22℃～32℃，濕度90%～96%）點燃48h后測試，打開開關，有擊穿現象；使用普通PVC導線而未使用耐高溫線連接HID燈燈座，導致燈具正常工作時導線絕緣溫度超過限值；經過潮濕處理后的燈具，絕緣性能、爬電距離和電氣間隙會因為潮濕而減小。燈具產品絕緣層的擊穿一般是不可恢復的，通常由絕緣材料不符合要求造成；爬電距離和電氣間隙會因為水分的存在，在高電場環境下出現瞬時擊穿的現象。

在耐壓耐久性試驗中，燈具的某些元件/部件在承受最高額定電壓的情況下出現不可逆轉的損壞，導致燈具試驗不合格。國內部分廠家過分考慮節約成本是其主要原因。

此外，在所測評的幾款警用搜索燈具中，采用充電電池供電的燈具存在充電插座、插頭不規范，因接觸不良或材料太差引起充電線、插頭發熱的問題。

（2）外殼材料

警用搜索燈具因其使用環境惡劣，在使用中經常要承受各種機械撞擊、化學物質侵襲和溫濕度變化的考驗，其外殼必須具有一定的強度、韌性和良好的防潮耐腐特性。隨著現代高分子聚合物材料的發展與應用，有些警用搜索燈具廠家（如測試樣品中的5號燈具），外殼采用聚碳酸酯（PC）材料制造，其各項物理、化學指標均超過鋁合金等材料，燈具前透鏡鏡片采用5mm厚度玻璃，并且根據需要配備10mm厚防爆玻璃，不僅硬度高，而且采用雙面鍍膜工藝，透光率高。優質的外殼材料是生產出高防護等級和防爆等級軍警燈具的重要條件。

（3）貯存

警用搜索燈具屬于移動照明燈具，采用各種電池供電。目前多采用鋰離子電池，需要在貯存6個月時補充充電一次，以防電池能量完全耗盡導致整燈損壞，保證警用突發狀況下的正常使用。在某些警用搜索燈具樣品中缺少對燈具貯存保養的說明。

（4）外觀標記

警用搜索燈具的外觀標記雖然不是影響最終使用效果的因素，但作為特殊用途的專業照明燈具，如果外觀質量粗糙、結構材料不符合相關標準要求，同樣會對使用產生影響。比如標記不規范，把電池類型標記錯誤，把充電鋰電池標記為鉛酸電池，把3節串聯供電的鋰電組工作電壓“9V～12.6V”標記為“8V～15V”等。

五、結論

本文針對警用搜索燈具的使用場合和功能特點，對幾款國內外便攜式警用搜索燈具的光電特性進行了測試、評價與技術分析，指出了目前國內警用搜索燈具存在的主要問題，為相關產品標準的制定提供了重要的依據。

[1]中華人民共和國公共安全行業標準 GA 883-2010 公安單警裝備警用強光手電[S].

[2]中華人民共和國國家標準 GB 7000.1-2007 一般安全要求與試驗[S].

[3]中華人民共和國國家標準 GB/T 19658-2005/IEC 61341:1994反射燈中心光強和光束角的測量方法[S].

[4]Berkhout, J., Dell, T., Schieber, F.．Conspicuity of Point-Sequential Light Signals Used to Mark Emergency Vehicles．In Report on the CIE Workshop: Photometry of Flashing Lights, 1999．Warsaw[R].

[5]Cole, B.L., Hughes, P.K.．Afield Trial of Attention and Search Conspicuity[J], 1984．Human Factors 26, 299-313.

[6]Carbon Arc Searchlight Forum 2003．High Accuracy Flashlight Scene Determination for Shot Boundary Detection[OL]．Signal Processing: Image Communication, 18(3):203-219.

[7]DeLorenzo, R., Eilers, M.．Lights & Siren: A Review of Emergency Vehicle Warning Systems, [J], 1991．Annals of Emergency Medicine 20 (12), 1331-1335.

[8]公安部安全與警用電子產品質量檢測中心．警察技術,1994(1).